ارائه یک مدل بهینه‌سازی دو سطحی به منظور بهبود تاب آوری شبکه توزیع فعال با در نظر گرفتن مدیریت شارژ و دشارژ خودروهای برقی در پارکینگ‌ها

با توجه به استفاده روزافزون از خودروهای برقی در شبکه​ حمل​و​نقل، برنامه​ریزی شارژ و دشارژ این خودروها در پارکینگ​ها می​تواند تاثیر زیادی بر تاب​آوری شبکه توزیع در شرایط بحرانی داشته باشد. در این مقاله، با توجه به تاثیر متقابل بین مسئله جزیره​سازی شبکه توزیع و برنامه​ریزی شارژ و دشارژ خودروهای برقی در پارکینگ​ها، یک مدل بهینه​سازی خطی دو سطحی به منظور بهبود تاب​آوری شبکه توزیع پیشنهاد شده است. در مسئله سطح بالا، با پیش​بینی بار مصرفی شبکه توزیع و مدیریت شارژ و دشارژ خودروهای برقی در پارکینگ‌ها، مرزبندی جزایر در شبکه توزیع با هدف حداکثر کردن مقدار مورد انتظار بار بازیابی​شده تعیین می‌شود. با تعیین مرزبندی جزایر و مکان پارکینگ‌های متصل به شبکه در مسئله سطح بالا و با در نظر گرفتن تمایل رانندگان خودروهای برقی برای توقف در نزدیک​ترین پارکینگ‌ متصل به شبکه الکتریکی جهت شرکت در برنامه مدیریت شارژ و دشارژ، تغییرات هر سفر و در نتیجه، مشخصات ناوگان خودروهای موجود در هر پارکینگ در مسئله سطح پایین مشخص می‌شود. مدل پیشنهادی با استفاده از چندین خطای همزمان در شبکه توزیع فعال 118 شین در حضور خودروهای برقی در شبکه ترافیکی 25 گره‌ای، پیاده‌سازی و اعتبارسنجی شده است. با توجه به وجود متغیرهای باینری در مسئله سطح پایین، ترکیبی از برنامه‌نویسی ریاضی و الگوریتم تکاملی برای حل مدل پیشنهادی و رسیدن به پاسخ نهایی استفاده شده است. نتایج موارد مطالعاتی، کارآیی و دقت عملکرد مدل دوسطحی پیشنهادی را در راستای بهبود تاب​آوری شبکه​های توزیع با استفاده از مدیریت شارژ و دشارژ خودروهای برقی در پارکینگ​های متصل به شبکه الکتریکی تایید می‌کند.

resiliency improvement of distribution network considering the charge/discharge management of electric vehicles in parking lots through bi-level optimization approach

due to the growing use of plug-in electric vehicles in transportation networks, scheduling the charge/discharge of electric vehicles in parking lots can have great impacts on the distribution network’s resiliency. this paper presents a bi-level optimization model to improve the resiliency of the distribution network that takes into account the interaction between the distribution network islanding problem and the charge/discharge scheduling of electric vehicles in available parking lots. in the upper-level problem, regarding the electrical loads and managing the charge/discharge of electric vehicles in electrified parking lots, the island boundaries are determined with the aim of maximize the load restoration. by knowing the islands’ boundaries and restored parking lots from the upper-level problem, the changes in destination parking lots and travels characteristics are determined in lower-level problem to minimize the shortest path between the out-of-service destinations and in-service parking lots. the proposed model has been implemented and validated through applying several concurrent faults to the 118-bus active distribution network in presence of electric vehicles in the 25-node traffic network. a combination of mathematical programming and the evolutionary algorithm is applied to reach the final solution. the case studies’ results confirm the efficiency of the proposed model for improving the resiliency of distribution networks with managing the charge/discharge of electric vehicle fleets in restored parking lots.